【正文】 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 利用原井套管做壓裂管柱 ， 在水平段內(nèi)低密度分段射孔 ， 依據(jù)限流法壓裂原理 ， 以較大排量注入 ， 由于炮眼摩阻 ， 井底壓力升高 ，迫使壓裂液分流 ， 達(dá)到一次施工壓開多條裂縫的目的 。 ⑴ 原理 安全接頭 套管 死堵 導(dǎo)壓噴砂封隔器 反洗井封隔器 油管 水力錨 壓裂油層 待壓油層 斜直井壓裂管柱主要由以下部件組成：油管 、 安全接頭 、 水力錨 、返洗井封隔器 、導(dǎo)壓噴砂封隔器 。 ⑵ 適用地質(zhì)條件 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 斜直井壓裂斜直井壓裂原理與普通壓裂基本相同 。 ⑴ 原理 就是利用化學(xué)藥劑反應(yīng)產(chǎn)生的氣體和熱量改善地層流體物性 、 巖石的空隙滲透性等 ， 從而利于地層流體進(jìn)入井底 ， 提高油井產(chǎn)量和采油速度等 。 化學(xué)藥劑反應(yīng)產(chǎn)生的氣體和熱量對壓裂液返排很有利 ， 從而減少對油層的污染 。 藝 ⑴ 原理 ① 處理層的上下夾層厚度不小于 3m，以保證不致于因爆炸對固井質(zhì)量的影響造成層間竄流； ② 復(fù)合改造層應(yīng)有較好的有效厚度和連通厚度。 高能氣體壓裂是利用特定的火藥或火箭推進(jìn)劑在目的油層井段進(jìn)行燃燒 ， 產(chǎn)生高溫高壓氣體 ， 以脈沖加載方式?jīng)_擊油層 ， 使井筒周圍的巖層產(chǎn)生多方位徑向裂縫 ， 并溝通天然裂縫 。 ④ 脫砂壓裂的最終施工壓力較常規(guī)壓裂要高 ， 要求目的層的上下隔層要具有一定的厚度和較好的固井質(zhì)量； ⑤ 脫砂壓裂在控制不利的情況下 ， 易造成砂堵 ，因此應(yīng)有與脫砂壓裂工藝相配套的壓裂工具和管柱 ， 以便能順利施工或及時處理施工中發(fā)生的異常情況； ⑵ 適用地質(zhì)條件 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 從脫砂壓裂的工藝原理和工藝過程可以看出 ， 要通過脫砂壓裂在地層中實(shí)現(xiàn)預(yù)定的裂縫參數(shù) ， 在設(shè)計(jì)時必須在綜合考慮地層和壓裂液性能的條件下 ， 研究解決好三個關(guān)鍵問題： 一是 確定使裂縫半徑延伸到預(yù)定長度時 ，能夠在縫端產(chǎn)生脫砂的前置液用量和第一批混砂液的濃度； 二是 模擬計(jì)算縫端脫砂后 ， 縫內(nèi)壓力隨注入排量和混砂液量的上升規(guī)律； 三是 根據(jù)壓力上升到最大允許值時可以注入的混砂液量 ， 制定出能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定裂縫導(dǎo)流能力的加砂方案 。 隨著注入時間的增加 ， 注入壓力和裂縫寬度會逐漸增加 ， 裂縫中的支撐劑濃度也越來越高 ， 當(dāng)?shù)孛姹脡哼_(dá)到預(yù)定的壓力時停止施工 ， 就可以獲得較高的裂縫導(dǎo)流能力 ， 這樣既控制了裂縫半徑 ， 又實(shí)現(xiàn)了較高的裂縫導(dǎo)流能力 。 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 脫砂壓裂是利用壓裂液的濾失特性 ， 在壓裂過程中 ， 當(dāng)裂縫擴(kuò)展到預(yù)定的長度時 ， 在裂縫端部人為地造成砂堵 ， 從而阻止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展 。 主要區(qū)別是小井眼的套管直徑較小 （ 一般為 ） ， 因此給壓裂施工帶來一定難度 ，易造成砂卡 ， 下井工具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能配套難度大 。 人工井底 封隔器 噴砂器 封隔器 封隔器 絲堵 平衡器 工作筒 高含水層 薄夾層 圖 1 定位平衡壓裂管柱示意圖 挖潛層 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 研究了 6種平衡壓裂工藝管柱 : 結(jié)構(gòu)界面與挖潛部位相對位置的不同 可用于常規(guī)射孔中的薄互層的挖潛 ， 也可用在與水淹層相鄰的隔層較薄的多個薄油層的挖潛 ， 還可用于具有穩(wěn)定物性隔層的厚油層低含水部位挖潛 。 在挖潛層正常壓裂同時 ， 壓裂液也從平衡器進(jìn)入下油層裂縫 ， 根據(jù)水力學(xué)的液體傳壓原理 ，夾層上下沒有壓力差 ， 所以不能壓竄夾層 。其壓裂管柱如圖 1所示 。 通過特定工具 ， 實(shí)現(xiàn)常規(guī)孔密下的壓裂目的層與相鄰高含水層在吸液量上的合理分配 ， 達(dá)到平衡限流的目的 ， 從而使壓裂目的層與相鄰高含水層間的薄隔層在整個壓裂過程中的上下壓力平衡 。 ⑴ 原理 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 平衡限流適用于水淹層與壓裂目的層的厚度在 至 ， 也適用于層內(nèi)具有巖性或物性夾層的非均質(zhì)水淹厚油層中低含水部位的改造挖潛 。 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 在壓裂層段上部或下部具有厚度小的薄夾層時 ，為防止壓裂層段與高含水層在高壓下竄通 ， 在壓裂過程中通過對高含水層射孔進(jìn)行平衡限流 ， 達(dá)到順利壓開油層的目的 。 ⑵ 適用地質(zhì)條件 壓裂前利用測試管柱對目的層段進(jìn)行細(xì)分測試 ， 確定水淹厚度 ， 從而計(jì)算堵劑用量 ， 這一點(diǎn)非常重要 ， 很大程度上決定了施工效果 。 ⑴ 原理 低滲透 中滲透 高滲透 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 油層經(jīng)過壓裂后 ， 形成水平裂縫的非均質(zhì)中 、 低滲透砂巖油層 ， 具體選層條件如下： ① 對于層內(nèi)非均質(zhì)差異大 ， 并有一定物性夾層 ， 射開厚度大于４米的含水厚油層 ， 可以暫時封堵高含水部位 ， 壓開低含水或不含水部位 ， 達(dá)到層內(nèi)挖潛的目的； ② 對油 、 水層交錯分布而封隔器又卡不開的油層 ， 可以選擇壓裂低含水或不含水層 ， 達(dá)到調(diào)整層間差異 ， 實(shí)現(xiàn)層間挖潛的目的 。 ⑵ 適用地質(zhì)條件 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 利用油層內(nèi)不同部位或各油層間吸液能力不同的特點(diǎn) ， 通過投入暫堵劑將滲透率高 、 吸液能力強(qiáng) 、 啟動壓力低的高含水部位 、 層或人工裂縫暫時封堵 ， 迫便壓裂液分流 ，從而在其它部位或?qū)觾?nèi)壓開新裂縫 ， 達(dá)到選擇性壓裂的目的 ，暫堵劑是油溶性的 ， 在一定溫度條件下 ， 可變軟溶于原油中 ，壓后開井即可解堵 。 ⑴ 原理 低滲透 中滲透 高滲透 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) ① 適用于夾層厚度小于 2米 ， 層段內(nèi)有較發(fā)育的多層不含水或低含水薄油層； ② 壓裂井層必須與注水井連通 ， 且見到注水效果； ③ 必須經(jīng)測試找水資料證實(shí) ， 高含水井中具有低含水或不含水層段 。 ⑧ 為提高限流法壓裂施工成功率 ， 各小層的破裂壓力必須相近 ， 即對破裂壓力低的層段要減少布孔數(shù)和孔徑 ， 對于破裂壓力高的層段要做相反的處理 。 ⑥ 由于目前射孔技術(shù)水平有限 ， 個別炮眼的堵塞難以避免 ， 因而允許實(shí)際的布孔數(shù)量比理論計(jì)算的稍多一些 ， 以利于順利完成施工 。 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) ④ 一般選擇層內(nèi)滲透率最好 、 有出油把握的部位射開 ，當(dāng)層內(nèi)存在薄的夾層時 ， 可考慮在夾層上下分別布孔 。 ② 對已見水或平面上容易水竄的層 ， 處理強(qiáng)度應(yīng)嚴(yán)格控制 。 ⑵ 適用地質(zhì)條件 在限流法完井壓裂設(shè)計(jì)中 ， 制定合理的射孔方案是決定工藝效果的核心 ， 根據(jù)限流法工藝特點(diǎn) ， 結(jié)合油層和井網(wǎng)的實(shí)際情況確定射孔方案 。 ⑸ 工藝優(yōu)點(diǎn) 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 通過嚴(yán)格限制炮眼的數(shù)量和直徑 ， 并以盡可能大的注入排量進(jìn)行施工 ， 利用壓裂液流經(jīng)孔眼時產(chǎn)生的炮眼摩阻 ， 大幅度提高井底壓力 ， 并迫使壓裂液分流 ，使破裂壓力接近的地層相繼被壓開 ， 達(dá)到一次加砂能夠同時處理幾個層的目的 ， 見圖 6。 壓后： 壓裂完后投堵 ， 探砂面 ， 起出壓裂管柱；下完井管柱 。 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 壓前： 測分層產(chǎn)液量 、 含水率；投堵；全井酸化 （ 視井況而定 ） ；下入壓裂管柱 。 ⑵ 管柱結(jié)構(gòu) 滑套噴砂器絲堵滑套噴砂器滑套噴砂器封隔器油層油層油層圖 5 分層壓裂管柱圖 ⑶ 適用地質(zhì)條件 地質(zhì)剖面具有一定厚度的泥巖隔層 ， 封隔器可以卡得開 ， 高壓下不發(fā)生層間竄通 。 當(dāng)最后一層替擠完后 ， 立即活動管柱 ， 并投入堵塞器 ， 從而實(shí)現(xiàn)不壓井 、 不放噴起出油管 。儀表車1 臺計(jì)算機(jī) T S —8 0 、P D U 監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)顯器打印機(jī) 4 筆繪圖器其它第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 利用不壓井 、 不放噴井口裝置 ， 將壓裂管柱及其配套工具下入井內(nèi)預(yù)定位置 ， 實(shí)現(xiàn)不壓井 、 不放噴作業(yè) 。 混砂車的作用 一是 把支撐劑與壓裂液充分混合 二是 為泵車提供充足的液體。完成一般油層壓裂需要 3臺泵車，進(jìn)行外圍探井壓裂時，根據(jù)需要確定泵車數(shù)量。 圖 3 水平裂縫理想形態(tài)示意圖 圖 4 多油層壓裂形成多條水平縫 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 三、水力壓裂工藝 泵車的作用 一是 泵送液體 二是 使液體升壓 目前使用的 2022型壓裂車最高施工壓力 105MPa,最大單車排量。 理論研究時 ， 通常假定裂縫形態(tài)為某種簡單形式 ， 如圖 2(a),而實(shí)際更接近于圖 2(b)所示 。 z?y?x?圖 1 裂縫壁面與地應(yīng)力關(guān)系 X＞ Y ＞ Z或 Y ＞ X ＞ Z 第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì) 主應(yīng)力差具有特殊的意義 ， 因?yàn)槠鋬A斜角和最小主應(yīng)力的傾斜方向是控制人工裂縫的延伸方向的決定性因素 。 裂縫類型與地層中的垂向應(yīng)力和水平應(yīng)力的相對大小有關(guān) 。 經(jīng)濟(jì)評價是為了評價壓裂效益 ， 既投入與產(chǎn)出的關(guān)系 ， 判斷經(jīng)濟(jì)合理性 。